Estudio de la cinética y el equilibrio del proceso de adsorción sobre bagazo de caña de azúcar y zuro de maíz de los fármacos sulfametoxazol, diclofenaco y ciprofloxacina
Con el objetivo de estudiar el proceso de adsorción, tanto en proceso discontinuo como continuo, de los fármacos sulfametoxazol, ciprofloxacina y diclofenaco sobre bagazo de caña de azúcar y zuro de maíz, se aplicaron varios modelos cinéticos y de equilibrio a los datos experimentales previamente...
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| Other Authors: | |
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| Published: |
Universidad de Cuenca
2021
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| author | Bermeo Piedra, Jessica Magaly Abril Durán, Paúl Andrés |
| author2 | Peñafiel Tenorio, María Eulalia |
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| description | Con el objetivo de estudiar el proceso de adsorción, tanto en proceso discontinuo como
continuo, de los fármacos sulfametoxazol, ciprofloxacina y diclofenaco sobre bagazo de
caña de azúcar y zuro de maíz, se aplicaron varios modelos cinéticos y de equilibrio a
los datos experimentales previamente obtenidos por el Centro de Estudios Ambientales
(CEA) de la Universidad de Cuenca.
Dentro del estudio en proceso discontinuo se estudió la cinética y el equilibrio. En el
estudio de la cinética se aplicaron modelos de Pseudo-primer orden, Pseudo-segundo
orden, Weber & Morris y Elovich. El modelo de Pseudo-Segundo orden se ajustó
satisfactoriamente a los datos experimentales indicando que el proceso de adsorción de
los tres fármacos sobre las dos biomasas presenta interacciones físico-químicas, por
otra parte, los modelos de Weber & Morris y Elovich establecieron que la adsorción de
los fármacos se da por difusión externa con heterogeneidad de los sitios activos en la
superficie de los adsorbentes.
En el estudio de equilibrio las isotermas obtenidas muestran un comportamiento tipo L
subgrupo 3 según la clasificación de Giles. Se aplicaron los modelos de Langmuir,
Freundlich, Dubinin-Radushkevich, Brunauer Emmett & Teller (BET), Temkin y Sips para
el estudio de equilibrio. El modelo de BET presenta el mejor ajuste lineal describiendo
la formación de multicapas. Los parámetros obtenidos para los modelos de DubininRadushkevich, Temkin y Sips indican procesos físicos de adsorción con carácter
exotérmico favorables para las dos biomasas. Los parámetros termodinámicos
calculados muestran una adsorción espontánea con carácter exotérmico y con baja
aleatoriedad en la interfase adsorbente/disolución.
Para describir el comportamiento en columna de lecho fijo del proceso de adsorción de
los tres fármacos sobre bagazo de caña de azúcar, se calcularon los parámetros
cinéticos, en donde al trabajar a un caudal de 2 cm3
/min se obtiene mayor rendimiento
de la columna debido a la menor velocidad lineal y mayor tiempo de contacto. Los
modelos cinéticos que se aplicaron son Bohart-Adams, Yoon-Nelson, Thomas,
DosisRespuesta y BDST. El modelo de Dosis-Respuesta presenta el mejor ajuste para
la representación de la curva de ruptura. Los coeficientes de transferencia de masa
calculados son bajos lo que indica una baja transferencia de los fármacos en la interfase
sólido-líquido. |
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| spelling | oai:dspace.ucuenca.edu.ec:123456789-361432021-05-12T07:00:45Z Estudio de la cinética y el equilibrio del proceso de adsorción sobre bagazo de caña de azúcar y zuro de maíz de los fármacos sulfametoxazol, diclofenaco y ciprofloxacina Bermeo Piedra, Jessica Magaly Abril Durán, Paúl Andrés Peñafiel Tenorio, María Eulalia Ingeniería Química Cinética química Medicamentos Productos vegetales Farmacología Con el objetivo de estudiar el proceso de adsorción, tanto en proceso discontinuo como continuo, de los fármacos sulfametoxazol, ciprofloxacina y diclofenaco sobre bagazo de caña de azúcar y zuro de maíz, se aplicaron varios modelos cinéticos y de equilibrio a los datos experimentales previamente obtenidos por el Centro de Estudios Ambientales (CEA) de la Universidad de Cuenca. Dentro del estudio en proceso discontinuo se estudió la cinética y el equilibrio. En el estudio de la cinética se aplicaron modelos de Pseudo-primer orden, Pseudo-segundo orden, Weber & Morris y Elovich. El modelo de Pseudo-Segundo orden se ajustó satisfactoriamente a los datos experimentales indicando que el proceso de adsorción de los tres fármacos sobre las dos biomasas presenta interacciones físico-químicas, por otra parte, los modelos de Weber & Morris y Elovich establecieron que la adsorción de los fármacos se da por difusión externa con heterogeneidad de los sitios activos en la superficie de los adsorbentes. En el estudio de equilibrio las isotermas obtenidas muestran un comportamiento tipo L subgrupo 3 según la clasificación de Giles. Se aplicaron los modelos de Langmuir, Freundlich, Dubinin-Radushkevich, Brunauer Emmett & Teller (BET), Temkin y Sips para el estudio de equilibrio. El modelo de BET presenta el mejor ajuste lineal describiendo la formación de multicapas. Los parámetros obtenidos para los modelos de DubininRadushkevich, Temkin y Sips indican procesos físicos de adsorción con carácter exotérmico favorables para las dos biomasas. Los parámetros termodinámicos calculados muestran una adsorción espontánea con carácter exotérmico y con baja aleatoriedad en la interfase adsorbente/disolución. Para describir el comportamiento en columna de lecho fijo del proceso de adsorción de los tres fármacos sobre bagazo de caña de azúcar, se calcularon los parámetros cinéticos, en donde al trabajar a un caudal de 2 cm3 /min se obtiene mayor rendimiento de la columna debido a la menor velocidad lineal y mayor tiempo de contacto. Los modelos cinéticos que se aplicaron son Bohart-Adams, Yoon-Nelson, Thomas, DosisRespuesta y BDST. El modelo de Dosis-Respuesta presenta el mejor ajuste para la representación de la curva de ruptura. Los coeficientes de transferencia de masa calculados son bajos lo que indica una baja transferencia de los fármacos en la interfase sólido-líquido. In order to study the adsorption process, both in discontinuous and continuous processes, of the drugs sulfamethoxazole, ciprofloxacin and diclofenac on sugarcane bagasse and corn cob, several kinetic and equilibrium models were applied to the previously obtained experimental data by the Center for Environmental Studies (CEA) of the University of Cuenca. Within the discontinuous process study, kinetics and equilibrium were studied. In the study of kinetics, Pseudo-first order, Pseudo-second order, Weber & Morris and Elovich models were applied. The Pseudo-Second order model was satisfactorily adjusted to the experimental data indicating that the adsorption process of the three drugs on the two biomasses presents physical-chemical interactions.On the other hand, the Weber & Morris and Elovich models established that adsorption of drugs occurs by external diffusion with heterogeneity of the active sites on the surface of the adsorbents. In the equilibrium study, the isotherms obtained show a subgroup 3 type L behavior according to Giles' classification. Langmuir, Freundlich, Dubinin-Radushkevich, Brunauer Emmett & Teller (BET), Temkin and Sips models were applied for the equilibrium study. The BET model presents the best linear fit describing the formation of multilayers. The parameters obtained for the Dubinin-Radushkevich, Temkin and Sips models indicate physical adsorption processes with an exothermic character that are favorable for the two biomasses. The calculated thermodynamic parameters show spontaneous adsorption with exothermic character and with low randomness at the adsorbent / dissolution interface. To describe the behavior in a fixed-bed column of the adsorption process of the three drugs on sugarcane bagasse, the kinetic parameters were calculated, where when working at a flow rate of 2 cm3 / min, a higher performance of the column is obtained due to at the lowest linear speed and longest contact time. The kinetic models that were applied are Bohart-Adams, Yoon-Nelson, Thomas, Dose-Response and BDST. The Dose-Response model presents the best fit for the representation of the breakdown curve. The calculated mass transfer coefficients are low indicating low drug transfer at the solid-liquid interface. Ingeniero Químico Cuenca 2021-05-07T17:20:16Z 2021-05-07T17:20:16Z 2021-04-27 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/36143 spa TQ;520 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ openAccess application/pdf 132 páginas application/pdf Universidad de Cuenca |
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